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《特殊地质条件下钻孔桩施工方法的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、特殊地质条件下钻孔桩施工方法的探讨张耀辉1,牛润明2(1.石家庄铁道学院国防交通研究所,河北石家庄050043;2.石家庄铁道学院土木工程分院,河北石家庄050043)摘要:针对几种较为特殊的复杂地质情况,介绍了在钻孔灌注桩施工过程中可以参考使用的一些施工工艺技术及施工注意事项。关键词:特殊地质;钻孔灌注桩;施工方法1概述钻孔桩基础作为一种深基础,有其适用性较广的特点,几乎适用于各种地层。但是在遇到一些特殊的地质情况时,比如溶洞地质、地震液化区和淤泥地层等较为特殊的一些地质时,钻孔桩在施工过程中会遇到诸如塌孔、缩径、卡钻、钻孔倾斜和断桩等多种施工难题,如果不能及时较好的得
2、到处理,则会造成工期拖延,甚至造成工程事故。针对几种较为特殊的复杂地质情况,介绍了在钻孔灌注桩施工过程中可以参考使用的一些施工工艺和注意事项,以便和有关工程技术人员同行们进行交流和探讨。2特殊地质条件下钻孔桩施工处理方法2.1溶洞地质岩溶地区钻孔桩施工的难点在于溶洞的大小形状各异、洞内充填物的性质差异较大、溶洞与孔位的相对关系多种多样等,极易产生钻孔倾斜、卡钻、掉钻,严重时危及平台稳定,从而影响施工安全和施工质量。对该类地层的钻孔要根据溶洞的不同特性采取几种钻机配合使用。施工中如果遇到的是单层溶洞,可首先采用正循环钻机施钻,用直径比桩径稍大的四翼合金钻头Ⅰ穿过覆土层,采用
3、粘土加火碱制成泥浆护壁,泥浆粘度为25～28s,相对密度≥1.4。待钻到溶洞顶板后,换成直径更大一些的滚刀钻头Ⅱ钻进,在将要穿透溶洞顶板时,放慢转速,注意观察泥浆变化,及时补浆。当钻头穿透顶板时,换成与钻头Ⅱ同等直径的四翼合金钻头Ⅲ,此钻头上部做成倒锥形,边钻进边反复扫孔并测井深。钻至溶洞底部后,换成滚刀钻头Ⅱ,钻头上部做成倒锥形,钻入溶洞底面岩层约几十公分后,提起钻头,测量井深,下放钢护筒到溶洞底面以下,然后再换成与桩径同等的滚刀钻头Ⅳ钻到设计标高。施工中如果遇到的是双层溶洞,则第一层溶洞的处理方法和单层溶洞相同,但采用比钻头Ⅰ更大直径的钻头。当用此滚刀钻头钻到第二层溶
4、洞时,改用直径稍小的四翼合金钻头钻进,并不定时地对第二层溶洞进行扫孔。当钻到第二层溶洞底后,下沉稍小直径的钢护筒护壁,而后再改用与桩径同等的滚刀钻头钻进,一直钻到设计标高为止。二层溶洞相同,只是钻机钻头直径按溶洞的层数递减。特殊情况下溶洞的处理方法:①若在溶洞中用四翼合金钻头或滚刀钻头钻进,钻头发生偏移不能正常钻进时,说明溶洞侧壁可能有岩石突出或有倾角,此时改用小钻头将溶洞内的充填物掏尽,灌注与岩石硬度基本一致的混凝土,待混凝土强度达到设计强度时,再用滚刀钻头进行钻进(此过程有时重复进行);②若采用砸机钻钻进,一旦发现钻头偏斜时,说明溶洞侧壁可能出现凸棱等情况,此时采用抛
5、投有棱角的、与岩石强度基本一致的片石,反复砸击,直至钻机正常钻进。2.2地震液化区饱和砂土液化起因是土的剪缩性,引起孔隙水压力的增大。松散砂在受剪时体积压缩,饱和砂土不排水或来不及排水,引起孔隙水压力增大,随孔隙水压的增大砂土的抗剪强度减小。当抗剪强度完全丧失即孔隙水压与土壤压力平衡时,砂土出现失重现象,发生流砂或砂层剪切移动,即发生砂土液化。在地震液化区如何防止钻孔塌孔、桩体断桩则是迫切需要解决的问题。针对这种情况,应优先采用转盘钻机钻孔、膨润土泥浆护壁进行成孔的施工方案。在施工中应注意采取以下措施:①严格控制灌注时间,每个孔的灌注时间要控制在3～4h以内,并且随时成孔
6、随时灌注。②钻孔时,孔位一定范围内严禁车辆行走,以防塌孔。③严禁使用反循环方式钻进和清孔。2.3超厚卵石层地质超厚卵石层是由于长期沉积而成,卵石粒径大小相差较大,不同深度卵石层的胶结情况相差也较大,极易产生坍孔、掉钻等现象,是钻孔桩施工中的另一个难题。该类地层的钻孔根据条件可采用以下方法:(1)卵石粒径大于钻杆内径。该类地层的钻进关键在于出渣困难,因而造成进尺偏慢,长期扰动极易产生坍孔或埋钻现象,对该地层的处理有两种方法:一是用牙轮钻施加中等压力即加50%～70%的压重进行钻进,将卵石碾碎后用钻杆排除;另一种办法是在钻机底盘上设筛网,利用筛网将大卵石从钻头顶部带出,也可两
7、种方法同时使用,使用时应注意定期检查钻杆和钻头,物砂粒含量小且不密实,由于透水性强而造成泥浆大量流失导致孔内水位骤降而产生坍孔。对该类地层除增加泥浆的比重和粘度外,泥浆中还应增加充填物如锯末、切短的稻草等,以其填充卵石层中的较大空隙,防止渗漏,注意保持内外水头差在1.5～2.1m范围内,当发生漏浆时及时补充泥浆并投入锯末和稻草,然后继续钻进,钻进时应低速缓慢进尺,直到漏水稳定后再正常钻进。(3)强透水砂砾层成孔。该类土层由于砂砾层的透水性强或与江水连通而易导致孔内水位骤降而发生坍孔事故。处理方法是改善泥浆性能,增加泥浆的比重和
